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by lucasmacedo

Roteiro de replicação-

09/05/2012 in 2108, CP2, Experimentos, Física, Projetos, Projetos-Aprendizagem

Colégio Pedro II U.E. Centro

Grupo: Alexandre Vasques n°1

Lucas M Macedo n°18

Guilherme Ribeiro n°11

Natasha Lima n°23
Su Li Hang n°

Série: 1° Ano do Ensino Médio

Turma: 2108

Ano: 2012
Roteiro para Replicação

1°-Material- tabuleiro de alumínio, tinta óleo, durepoxi, uma lata de leite em pó, uma furadeira( com o objetivo de furar o tabuleiro) ,vidro, durex, jornal(isolante térmico), cola de silicone e pedaços de papel da embalagem(o papel tem a parte interna feita de plástico) interna do durepoxi afim de vedar possíveis vazamentos) e uma mangueira transparente.
Processo de produção do aquecedor- Utilizamos a tinta óleo para dar as duas mãos de tinta no tabuleiro, o que demorou porque a tinta é úmida e não seca perfeitamente, antes disso limpamos o tabuleiro na cozinha do Colégio Pedro II- Centro.
Após a tinta seca, furamos o tabuleiro com uma furadeira e uma broca um pouco maior que o diâmetro da mangueira

Com o tabuleiro de alumínio pintado a tinta óleo e já furado, em dois pontos que na vertical ficam em alturas diferente.
Tivemos de enrolar o jornal na lata de leite em pó, o jornal serve como isolante térmico e utilizamos o durex e um pouco da cola de silicone para que ficasse bem preso na lata o jornal.
Após isso, utilizamos o durepoxi para prender e vedar as mangueiras na lata e no tabuleiro. Depois do feito, utilizamos a cola de silicone para colar o vidro no tabuleiro, e vedamos a parte externa do vidro, a borda onde foi posta a cola de silicone para colar o vidro, vedamos com durepoxi e o papel da embalagem para prevenir possíveis vazamentos.
Os furos, feitos com uma furadeira no tabuleiro e na lata, estão em alturas diferentes quando os objetos são postos na vertical.
Massa da água= 500g

Área= 23 cm x 33cm    -     0.23 m x 0.33m
Temperatura inicial= 25C°
Temperatura final=  34C°
Calor específico da água = 1 cal/g°
1 hora = 3600 segundos
Cal/seg x m² = taxa de irradiação
9 x 1 x 500 = 4500
4500/ 3600 seg x 0,0759 =>  4500/ 273,2 => ~ 16,47144
Taxa de irradiação =  ~ 16,47144
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by taina

08/05/2012 in 2012, 2106, CP2, Projetos, Projetos-Aprendizagem

Colégio Pedro II – Unidade Escolar Centro       Turma: 2106           Série: 1º ano        

Grupo: Juliana Barboza do Nascimento         n° 16
Larissa Mello da Silva             n° 17
Lucas Lima de Carvalho  n° 20
Tainá D’Aiuto                  n° 33

Roteiro de Replicação

Material:

- Uma bandeja pequena e retangular de metal
- Vidro de 2mm de espessura e que deve ter exatamente o mesmo tamanho da bandeja
- Uma lata de metal (de leite em pó)
- 2 mangueiras de 70cm cada
- Tinta preto fosca
- Durepoxi
- Martelo
- Pregos de tamanhos variados
- Silicone
-  Lixa

Montagem:

1 – Use álcool para limpar a bandeja.

2 – Deve-se pintar o tabuleiro com a tinta preto fosca, previamente, e depois passar outra mão de tinta.

3 – Faça os buracos: um do lado direito do tabuleiro e o outro no lado esquerdo, porém na parte de baixo; na espessura exata da mangueira.
Dica: utilize pregos de espessuras diferentes, começando com o menor, para ir furando aos poucos a bandeja.
Dica: após furar cada buraco, bata com o auxílio do martelo o lado de dentro da bandeja para desamassá-la.
OBS: amasse as dobras do buraco e raspe no final para não furar a mangueira.

4 – Faça os buracos no reservatório, um no meio da lata e o outro bem em baixo.
Dica: utilize o mesmo modo que você furou a bandeja.
Dica: segura no lado de dentro para não amassar muito a lata e estragá-la.
Dica: amasse as dobras do buraco e raspe no final para não furar a mangueira.

5 – Encaixe as mangueiras nos buracos do tabuleiro e da lata.

6 – Use Silicone para colar a mangueira

7 – Depois de seco o silicone,use o durepoxi para prender as mangueiras e não vazar a água
Dica: use o durepoxi para prender nos lados de dentro e de fora da bandeja.
Dica: espere o durepoxi secar bastante tempo, e não mexa durante esse processo.

8 – Cole o vidro também usando o silicone e depois o durepoxi.

9 – Enrole o reservatório com jornal e depois tampe.
A física do Trabalho

O calor se propaga por Irradiação do Sol para a placa coletora, por condução, da placa coletora para a água dentro da placa e convecção da água para o reservatório.
Taxa de Irradiação:

Área do coletor: 21×31 = 651 cm²
Tempo: 1h (3600 segundos)
Temperatura Inicial: 20°C
Temperatura final: 23°C
Massa: 2290 g
Calor específico da água: 1cal/g°
Calorias: diferença de temperatura X calor específico X massa = 3 X 1 X 290 = 870 Cal
Taxa de Irradiação: Caloria / massa X área =
870 / 2290 X 651 =0,0029cal ) cal / s.m-² (aproximadamente)

Itens Extras:

Consumo de água quente
Levando em conta que uma pessoa, que toma um banho de 12 minutos, consome 225 L, e que cada pessoa toma dois banhos por dia, logo irão consumir 450 L de água quente por dia. Então em uma família de 4 pessoas o consumo de água será:

450 L X 4 (pessoas) X 30 (mês) = 54.000 L de água quente por mês

Economia de luz elétrica
Para calcularmos o consumo de energia elétrica do chuveiro em um banho, temos que utilizar o kW e o tempo de uso (em horas):

Energia = 5,5 kW (potência retirada baseado no chuveiro da Tainá) X 12 min (variação de tempo)

E =5,5 W . 0,2 h = 1,1 kW/h

Para descobrir a economia em reais, pegamos a tarifa cobrada pela Light por kW/h e a energia consumida (E)

Custo = 0,34304 . 1,1 kW/h (energia gasta em um banho)
Custo = 0,34304 . 1,1 kW/h = R$ 0,38 (aproximadamente)

Considerando que em uma família de 4 pessoas cada um toma 2 banhos por dia com duração de 12 minutos com água quente, então o custo mensal será:

C = 0,38 X 2 (n° de banhos) X 4 (n° de pessoas) X 30 (mês) = R$ 91,20

Então, observa-se que se trocássemos o aquecimento de energia elétrica, pelo aquecimento de energia solar, teríamos uma economia de R$91,20.

<a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/“><img alt=”Licença Creative Commons” style=”border-width:0″ src=”http://i.creativecommons.org/l/by-nc-nd/3.0/br/88×31.png” /></a><br />Este obra foi licenciado sob uma Licença <a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/“>Creative Commons Atribuição-Uso não-comercial-Vedada a criação de obras derivadas 3.0 Brasil</a>.



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Roteiro de replicação

08/05/2012 in 2012, 2102, Atividade-Alunos, CP2, Física, Projetos, Relatório

Colégio: Pedro II – Centro

Ano: 2012

Série: 1° Ano

Turma: 2102

Integrantes:

  • Antonio Miranda – N°: 05
  • Bernardo Prata – N°: 06
  • Leonardo Travassos – N°: 17
  • Matheus Brito – N°: 21
  • Otávio Andrade – N°: 27

Montagem do aquecedor solar de água

Material:

  1. Uma bandeja de alumínio tamanho: 43 x 28 x 5 cm (comprimento x largura x altura).
  2. Dois canos de plástico, de um metro cada, diâmetro: ¾.
  3. Um vidro de 4 mm de espessura, dimensões: 47 x 33 cm
  4. Um pequeno pote de tinta preta para alumínio Suvinil.
  5. Garrafa pet, volume: 2 litros.
  6. Duas colas tipo Durepox normal, peso: 100 gramas.

Montagem:
Começamos furando a bandeja de alumínio com uma furadeira, fizemos dois furos, um em cada extremidade da bandeja e com uma pequena diferença de altura.  A seguir pintamos a primeira demão de tinta preta e esperamos secar, logo após a secagem, aplicamos outra demão. Usamos um secador de cabelo para agilizar a secagem da segunda demão, após 40 min a tinta já havia secado por completo e estávamos prontos para prosseguir com o projeto. Colocamos os canos transparentes nos devidos buracos os vedamos com Durepox, (o Durepox necessita de estar bem misturado, até formar uma massa uniforme, de apenas uma cor, para ajudar a malear umedecemos nossas mãos) posicionamos o vidro em cima da badeja e também o vedamos com Durepox. Depois furamos dois buracos no recipiente (garrafa pet) com um ferro de solda, colocamos os canos e passamos Durepox em volta. Esperamos pacientemente a cola secar por duas horas.

Resultados experimentais:
No dia de montagem do nosso aquecedor não pudemos testá-lo com máxima eficiência porque estava chovendo. Dias depois conseguimos testá-lo, estava um dia ensolarado, usamos um termômetro convencional vendido em farmácias. No dia do teste a temperatura ambiente se encontrava a 33°C. O aquecedor solar ficou exposto à radiação solar por exatos uma hora. Medimos a temperatura inicial da água no reservatório que estava a 28°C, depois de 30 minutos a água já se encontrava a 40°C.  Após uma hora de exposição ao sol, a água presente no reservatório se encontrava a incríveis 50°C.

Em uma imagem,o integrante Leonardo Travassos apresentando o aquecedor de água sendo preenchido e na outra, o mesmo integrante do grupo colocando água no reservatório, tentando retirar bolhas de ar presentes no cano.

Cálculo da irradiação solar:

Massa de água: 6500g

Calor específico da água: 1cal/g.°C

Variação de temperatura: 22°C

Tempo de exposição: 1 hora = 3600s

Calorias: Q

Qágua= mágua.cespec.água.∆T

Q= 6500(g).1(cal/g.°C).22(°C)

Q=143000cal

Irradiação solar: Cal/s.cm2

Calorias em 1 segundo:

143000(cal)/3600(s) = 39,72222 (cal/s)

Calorias por segundo para cada cm² de área:

39,72222(cal/s)/1024(cm²) = 0,03879(cal/s.cm²)

Taxa de irradiação solar média = 0,03879 cal/s.cm²

 

Itens facultativos:

Item N° 1:

O consumo de água quente mensal numa família de quatro pessoas:

Considerando a vazão de um chuveiro como: 6L/min
Consumo médio de água quente por pessoa por dia (considerando banhos de 15min):
6L . 15(min) = 90 litros por dia por pessoa.

90(litros por pessoa por dia) . 4(pessoas) . 30(um mês) = 10800litros

Gasto mensal de água quente da família:

10800 litros por mês.

 

Item N° 2:

Cálculo de economia de gasto de consumo de água quente mensal em uma família de quatro pessoas:

Chuveiro elétrico: 5000watts
Duração banho por pessoa: 15 min = 0,25h
Banhos por dia: um por pessoa

Consumo diário de energia (Kw.h):
E = Pot. ∆T

E = 5(Kw) .  0,25(h)
E= 1,25(Kw.h)
E.4 (Porque são 4 pessoas) = 5kw.h

Consumo mensal de energia:

5(Kw.h) . 30 = 150Kw.h (por mês)

Custo mensal do chuveiro elétrico:

Considerando o valor de R$0,45 para cada Kw.h, o custo mensal deste chuveiro elétrico para essa família é de:

150(Kw.h) . 0,45 = 67,5

A economia feita pela família se ela possuísse um sistema de aquecimento de água por energia solar seria de R$ 67,50 por mês.

 

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Roteiro de replicação

08/05/2012 in 2104, Atividade-Alunos, CP2, Projetos

 

Colégio Pedro II – UEC

 

Nomes: Gabriel Grangeia             Número: 08

Nomes: Gabriel Damasceno        Número: 10

Nomes: Rubens Correa                 Número: 29

Nomes: Vitor Lopes                       Número: 33

Turma: 2104

Ano: 1º

Turno: Tarde

 

Roteiro de replicação

Material necessário

 

  • Bandeja Metalica Retangular
  • Tinta Preto Fosco
  • Durepoxi
  • Mangueira Plastica
  • Lata vazia
  • Cola de silicone
  • Vidro (2mm)
  • 4 pedaços de tubinho de alumínio

 

Depois de montarmos nosso aquecedor solar conseguimos destacar algumas coisas que facilitam a montagem do projeto, não são obrigatórios serem feitos, mas podemos perceber que isso facilitaria o trabalho

 

 

 

Dicas:

 

  • Prender a antena de TV na lata e na bandeja primeiro

 

Prender a antena de TV na lata é melhor porque é mais fácil de vazar entre a antena e a bandeja/lata do que na antena com a mangueira e, além disso, a colagem da mangueira na antena é mais simples do que a da antena na lata/bandeja, por isso, realizar primeiro a colagem das antenas na lata e na bandeja.

 

  • Deixar o vidro para colar por ultimo

 

O vidro é o material mais “delicado” do trabalho, pois é muito fácil de ser quebrado, pois é fino e pequeno. É bom não colar o vidro no inicio do trabalho, pois além de você evitar o risco de quebrá-lo você pode trabalha com a colagem da antena na bandeja por dentro e por fora dela.

 

  • Suporte de alumínio

 

A bandeja segundo o roteiro tem que ficar inclinada, ou seja, não pode ficar sobre uma superfície reta. Nosso suporte foi feito com alumínio pois nós consideramos um material mais maleável e mais barato pois pode ser feito com pequenos pedaços da sobra de um trabalho de um serralheiro.

 

 

 

 

 

 

  • Não furar a bandeja com prego

 

Algo que não é muito difícil encontrar hoje é uma maquina de furar, até mesmo muitos pais tem maquinas em casa para uso domestico. Não é bom furar com o prego porque além de ser muito mais trabalhoso é você pode acabar danificando a lata ou a bandeja.

 

 

 

Irradiação

 

 

Irradiação é a quantidade de calorias que uma determinada área recebe durante um determina tempo (cal/m².s). Em nosso experimento após uma hora a temperatura da água no aquecedor variou de 24,4 graus Celsius para 26,5 graus Celsius com uma massa de 1,7l, ou seja, 1700 gramas de água.

 

1700 x 1 x (26,5-24,4) = x

1700 x 2,1 = x

X = 3570 cal

 

A bandeja tinha em suas dimensões 32 cm de comprimento e 20 cm de largura

 

A = 20 x 32

A = 640 cm²

A = 0,064 m²

 

O tempo entre a primeira vericação com o termômetro e a última foi de 1 hora

 

S = 1.60.60

S = 3600

 

I = 3570 / 0,064 x 3600

I = 3570 / 230,4

L = 15,5

 

A irradiação é aproximadamente 15,5 cal / (s.m²)

 

 

 

Estimativa do consumo médio de água quente de uma família de Quatro

pessoas

 

Em minha casa deixei uma balde em baixo do chuveiro elétrico ligado no modo quente durante 10 segundos, e ao retirar a água da balde vi que foram despejados ao longo do tempo 900 ml de água, ou seja, o chuveiro despeja 900 ml de água a cada 10 s

 

Um banho em condições normais tem em média 5 minutos, contando de uma forma que o chuveiro fique ligado ao longo de todo o banho

 

Uma pessoa normal geralmente toma no mínimo um banho por dia, porém, em determinados dias as pessoas acabam tendo que tomar mais de um banho então se estima que em uma semana uma pessoa tome cerca de 10 banhos.

 

900 ml/10s = x ml/300s

900 ml = x ml/30s

X ml = 900 ml x 30

5 minutos = 27 l

 

 

a x b x c x d

 

a = número de litros em um banho de 5 minutos

b = número de pessoas na casa

c = número de banhos por pessoa em uma semana

d = número de semanas em um mês

 

27 x 4 x 10 x 4 = y

108 x 40 = 4320 litros

 

Uma família de quatro pessoas gasta cerca de 4320 l de água por mês com o banho no chuveiro elétrico

 

Gasto de um chuveiro elétrico:

 

Em uma família de 4 pessoas supomos que cada pessoa tome 10 banhos por semana, com 5 minutos cada, isso em um mês daria cerca de 40 banhos por semana e 160 das 4 pessoas em um mês. Supondo que sejam 5 minutos por banho, que um chuveiro elétrico gaste por hora 6000 W e que a light cobra R$0,32 por kW teremos:

 

160 X 5 = 800 minutos

1 kW = R$0,32

800 minutos = 13 horas e 20 minutos

13 x 6000 = 78000

1/3 de 6000 = 2000

80000 W = 80 kW

80 x 0,32 = 25,60

 

Caso a pessoa usasse agua aquecida pelo aquecedor para tomar banho e não usasse a energia elétrica do chuveiro para esquentar a agua ela economizaria R$25,60

 

<a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/”><img alt=”Licença Creative Commons” style=”border-width:0″ src=”http://i.creativecommons.org/l/by-nc-nd/3.0/br/88×31.png” /></a><br /><span xmlns:dct=”http://purl.org/dc/terms/” href=”http://purl.org/dc/dcmitype/Text” property=”dct:title” rel=”dct:type”>Roteiro de replicação</span> está licenciado sob uma <a rel=”license” href=”http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/”>licença Creative Commons Atribuição-Uso não-comercial-Vedada a criação de obras derivadas 3.0 Brasil</a>.

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